A large strain Finite Element Method model of sandstone material in masonry building.

The use of squared natural stones in traditional constructions is quite common in many Italian regions. Natural stones are basic materials of traditional masonries. The characterization of a natural stone, as basic material of masonry, is an important task in building design and reha- bilitation. An appropriate knowledge of the stone mechanical behavior is fundamental for the analyses with the Finite Element Method, fre- quently adopted to design and check static and dynamic safety of both new and existing buildings. Accordingly to this, in the present paper we have analyzed the natural sandstone material by means of a Finite Ele- ment Method model, based on a large strain formulation, to character- ize the mechanical stress-strain path, from elastic to plastic and damage until failure, of the investigated sandstone. Specimens of sandstone are experimental tested under uniaxial compression and displacement con- trol. The numerical results are matched up to the analogous experimen- tal measurements in order to verify the accuracy of the present model. On the basis of the obtained findings, the model has demonstrated to be a consistent tool for checking the existing masonry buildings; it allows a consistent representation of a quasi-brittle material

L'uso delle pietre naturali squadrate nelle costruzioni tradizionali è abbastanza comune in molte regioni italiane. Le pietre naturali sono materiali base delle murature tradizionali. La caratterizzazione di una pietra naturale, come materiale di base della muratura, è un aspetto importante nella progettazione e riabilitazione edilizia. Un'adeguata conoscenza del comportamento meccanico della pietra è fondamentale per le analisi con il Metodo degli Elementi Finiti, frequentemente adottato per progettare e verificare la sicurezza statica e dinamica di edifici sia nuovi che esistenti. Nell'ambito del suddetto tema, nel presente lavo- ro abbiamo analizzato il materiale arenaria naturale per mezzo di un modello a Metodo ad Elementi Finiti, basato su una formulazione di grande deformazione, per caratterizzare il percorso meccanico tensione-deformazione, da elastico a plastico e danneggiamento fino a rottura dell'arenaria studiata. I provini di arenaria sono testati sperimentalmente a compressione uniassiale sotto controllo di spostamento. I risultati numerici sono confrontati con le corrispondenti misure sperimentali al fine di verificare l'accuratezza del presente modello. Sulla base delle risultanze ottenute, il modello si è dimostrato uno strumento coerente per la verifica degli edifici in muratura esistenti; esso permette una rappresentazione appropriata di un materiale quasi fragile.